Brigham Young Üniversitesi araştırmacıları, Mars’ın atmosferini analiz edebilen bir aracın minyatürleştirilmiş ve taşınabilir bir sürümünü oluşturdu.
Bir elementte kaç izotop bulunduğunu, her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını saptamak için yıllardır kullanılan kütle spektrometreleri hakkında; kimyasal bileşikleri analiz etmek ve tespit etmek için nispeten hızlı ve oldukça hassas çözümler önerildi. Fakat büyük hacimleri, alansal potansiyellerini sınırlayan bir engel teşkil ediyordu.
Sorunun araştırılmasından 12 yıl geçtikten sonra; BYU Kimya Profesörü Daniel Austin ve Elektrik Mühendisi Profesörü Aaron Hawkins tarafından daha büyük spesifikasyonlarının özelliklerine sahip daha küçük bir spektrometre geliştirdi.
Geçmişte daha küçük spektrometreler geliştirilmiş olsa da genelde daha az hassas ve bozulma olasılığı daha yüksektir. Ancak kapasitesi ve gücü boyutu ile küçültülmeyen küçük bir spektrometre Austin tarafından, pek çok alanda potansiyel bir uygulama dünyası açtı:
Minyatür kütle spektrometresi belirli bir bölgedeki askerlere yönelik tehlikeleri en aza indirgeyerek, kimyasal silahları tespit edebilir ve bulabilir.
Ülke güvenliği açısından minyatür kütle spektrometreleri havaalanlarında veya başka yerlerde patlayıcı maddeyi tespit etmeye yardımcı olabilir.
Adli araştırmacılar için taşınabilir spektrometreler, beyaz tozun yasadışı bir ilaç olup olmadığını belirlemek de dahil olmak üzere, bir dizi yerinde ihtiyaçlara yardımcı olabilir.
BYU Kimya Anabilim Dalı Ortak Araştırmacı Yuan Tian, ”Kütle spektrometreleri genellikle büyük ve pahalı teknisyenlerin çalışmasını gerektiriyor, pek çok kişi onlara erişemiyor. Ancak minyatür kütle spektrometreleri; fiziksel boyutlarını, ağırlık ve maliyetlerini azaltarak, bu geleneksel sorunların üstesinden gelmeyi hedefliyor. “
İyon yakalayıcı kütle spektrometreleri tipik olarak bir metal alan elektrotları ile çalışırlar. Bu elektrik alanı, ona uygulanan bir radyo frekansı sinyaline sahiptir ve bu da iyonları yakalar. Bilim insanları numuneler toplar, onları iyonize eder, iyonları yakalar ve sonra bu iyonları kitlelerine ayırıp çıkartır ve algılarlar. Böylece onlar numunenin kimyasal bileşimini belirtir.
Austin ve meslektaşları; iyon tuzaklarını küçültmek için seramik ve cam plakalarla mikrolitografi adı verilen bir işlemi kullandı. Plakalar arasındaki boşluk, bir milimetreden daha azdır. Austin, elde edilen cihazın geleneksel bir iyon tuzağından yüz kat daha hafif ve daha küçük olduğunu belirtiyor.
Austin, “Taşınabilir kütle spektrometresi, şu anda yapamadığınız bir sürü uygulamayı sağlayacaktır. Uzak bir laboratuvara numune göndermek ve sonuç beklemek yerine; taşınabilir bir araçta anında sonuç verebilecek ve karara varılacaktır. Her yerde elde edilebilecek bir aletle yapılacak yeni bir bilim mevcut.”